国际中小学科学课程的发展与演进

科学课程始于西方国家，但它进入到中小学课程之中还是一件较晚的事。因为西方国家现代国民教育制度的建立，特别是义务教育的确立，是19世纪60年代以后的事。此前初等教育尚未普及，小学教学内容仅限于“3R”（即读、写、算），而科学教学很少。中学阶段也同样如此，在19世纪60年代以前古典教育的内容占据着学校课程最重要地位。直到1870年以后，某些形式的科学课程才开始出在一些公学和文法学校的课程中。当时（19世纪下半叶）科学教育开展得最好的国家是德国。在19世纪60年代德国成立了大量专门实施科学教育的实科中学，在实科中学里有科学教材、科学教学方法和课堂教学实验等一套相对完备的科学教学体系。但这种科学教学还仅限于实科中学中，并没有从制度上确立科学课程在中小学教学中的课程地位。

科学课程进入到中小学课程中并最终获得制度上的认可和广泛接受，经历了相当长的历史时期。由于长期以来古典教育中的文学课程一直占据着中小学课程的主导地位，科学课程一直受到排斥和抵制。后来在英国科学家斯宾塞、赫胥黎和美国的教育家赖斯、艾略特等人的极力倡导和努力下，经过多次激烈论争之后，科学课程在19世纪末才开始在中小学课程中获得了它的地位，并成为一门正式课程。

早期的科学课程在中小学阶段先后形成了三种不同形式的课程和教学模式，即实物教学、小学科学和自然学习。实物教学形成于1860年前后。这一科学教学与课程模式建立在裴斯泰洛齐教育理论的基础之上。它的主要的课程目标首先注重个体理智的发展，其次强调自然知识的学习，而没有把科学方法的学习与训练列入到科学课程的目标之中。实物教学的学习材料主要来自于周围环境，教学遵循从具体到抽象、从简单到复杂的原则，能够把课程和教学与学生的自然发展联系起来。实物教学提供了一个适合科学的教学方法，但是这种教学方法流行的时间并不长，因为实物教学缺乏对学习的实物进行有效的组织，不能形成有组织的课程或具有逻辑性的知识领域，同时科学教师也缺乏对实物教学的科学训练，因此实物教学就变成了一种零碎的机械式的描述和记忆，并不能实现它所推崇的促进个体理智发展的目标。第二种科学教学模式叫做小学科学。这一模式是由美国教育家帕克等人提出的。帕克是在综合了裴斯泰洛齐、福禄贝尔的儿童观和赫尔巴特的统觉学习理论的基础上形成的一种新型的科学课程和教学模式。小学科学课程的目标是让学生理解宇宙和利用科学方法来解决问题。因此科学知识和科学方法都成为帕克科学课程与教学模式的基本目标。对小学科学模式做出贡献的教育家有美国的杰克曼和哈里斯。杰克曼非常注重科学概念的学习，把科学概念作为学习的首要目标，把科学方法作为获得科学概念的手段。哈里斯非常注重概念之间的关系，强调知识的系统性，注重科学教学要适应学生的生理发展需要，另外他还提出不同领域的科学知识可以交叉学习。第三种科学课程和教学模式是自然学习。自然学习起源于美国，是20世纪初末在贝利的指导下在康乃尔大学发展起来的。自然教学与实物教学相同处都强调个体发展，与小学科学模式不同处在于不太注重科学概念的学习。自然学习强调学生的个性发展，在教学中培养学生的个性，把儿童的兴趣作为他们学习的原动力，在教学组织上要求有跨学科的主题，把写作、数学、绘画和音乐结合在一起构成一种主题教学模式。因此自然教学可以说是20世纪中期以来的综合理科课程与教学的雏形。

进入20世纪以后，科学课程随着社会的变革经历了一系列的变化和改革。促使这种变革的因素主要有科学技术的发展、社会的变革、义务教育的普及和新的教育理论和思潮的涌现等。在小学阶段，20世纪20年代中期自然教学模式的弊端逐渐显现，它的理论基础与新出现的教育学、心理学、哲学和方法论等都有些不太一致，尤其的与当时的进步主义和杜威的实用主义观点不太契合。受杜威的实用主义的教育理论的影响，美国的小学科学课程与教学逐渐朝着面向社会和实际的方向改革，小学生学习的科学主题有：运输、供水、通讯、家庭取暖、保健、森林保护等。编制这种小学科学课程的指导思想是为未来公民提供直接有用的知识。小学科学教学除了教学内容上强调实用以外，在教学方法上则重视利用所谓的科学方法解决问题，课程目标上要求学生能够用科学家所用的方法来解决科技、经济、社会中的一些问题，因此科学方法成为这种课程的一个主要学习目标。由于受到进步主义教育思潮的影响，20世纪30年代在小学科学的教学中也非常注重科学态度的培养。这里的科学态度的内容包括：合作、反思、宽容、创造性、自我指导、欣赏科学之美、思维的灵活性、坚持，等等。通过当时的一些课程和教学发现，科学态度培养这一目标在小学科学的教学中并没有得到***的实现。在中学阶段，同样受到实用主义和进步主义教育的影响科学课程也走向了实用化。1911年，美国高中与大学衔接委员会的报告显示美国的科学教育目标已经从关注个人发展可是转向为关注社会发展。在中学的理科课程不再满足学术课程的需要，出现了一些类似于职业教育中实用科学课程。美国的中等教育改组委员会在人员指出，教育的目的是让青年学生成为有用的社会成员，使其过上一种完满的、有价值的生活，那么在科学课程中就要提供一些卫生和健康的知识让人们免受疾病，要提供修理家庭的各种设备的知识提高家庭成员的能力，等等。他们还建议在中学阶段应开设商店物理、应用化学、家庭物理、工业和家庭化学、应用生物学等实用科学课程。在这种思潮的影响下，美国这个时期出现了很多实用的科学课程，比如女生物理、女生化学、普通科学等。

在20世纪初至50年代对科学教育重要影响的人物是美国人克雷格和杜威。克雷格对科学课程中的科学概念做了一系列的研究，确立了科学通则、原理和概念，并把它们作为科学课程编写的基本框架，他强调把科学通则、原理和概念作为科学学习的知识目标，而把科学活动、实验和科学方法作为实现这一目标的手段。克雷格还组织编写了一系列的小学科学教材，这些科学教材都是以科学通则、原理和概念作为知识框架。教材中还提供了丰富的学习活动，通过这些活动来帮助学生理解科学知识。杜威是美国实用主义哲学的代表人物，他对科学课程的影响是多方面的。首先他认为科学知识的获得不应该是科学教育的惟一目标，而经验和结果才科学学习的主要内容。他所指的经验包括了科学知识和科学方法。其次杜威强调科学学习应该在学生已有经验上进行，学生的已有经验应该是教学的起点。再次，他把科学方法视为科学教学的重要目标，认为与科学知识的学习同等重要。

20世纪50年代以后世界很多国家都经历了二战，正面临着经济和教育重建和发展的任务。另外在二战前到20世纪中期科学技术的发展突飞猛进，科学教育改革也势在必行。科学教育的改革首先从美国开始，后来波及世界各地。1945年美国的《哈佛报告》指出，科学教育应该是普通教育的一个组成部分，20世纪以前的科学教育一味地强调学生的学习兴趣和实用性，并没有体现普通教育的要求。到了20世纪50年代后期，美国学术界许多人士，尤其是保守派教育家对实用主义教育提出了强烈的批判，认为这种教育运动走得太远。1957年，前苏联人造卫星的上天把美国科学教育改革的序幕一下子全部揭开。

20世纪的科学课程改革主要体现在这两个方面。首先调整了科学课程与教学目标。20世纪50年代以前的提出了个体社会性的发展目标不再受到重视，科学知识的目标以一种新的形式被重视起来，科学方法以“探究”、“发现”和“问题解决”等话语出现，它是达到科学知识目标的手段。其次重新编写新的科学课程。在20世纪50年代末到60年代这个时期，出现一系列新型的科学课程，在中学阶段有PSSC物理、CHEMS化学和CBA化学、BSCS生物和ESCP地球科学等，在《小学科学 ──一个过程模式》（SAPA）、《小学科学研究》（ESS）、《科学课程改进研究》（SCIS）。新的科学课程在内容和结构上和以前的有很大差别，新课程中要求学生尽可能地感到像一名科学家那样，不仅使用他的工具，还要以科学家的眼光看待问题，不仅仅要体验到科学家的劳动成果，还要体验从事智力活动的快乐，实验室是科学学习的重要场所，学生的科学学习是积极主动的，是通过发现和探究来建构科学概念。这种新课程得到了当时西方各国各界人士的认可，政府投入了大量的经费，许多的教育学家、心理学家、科学家也参与了课程编写和实施。但是调查结果显示，20世纪70年代选修这种新科学课程的学生仍然不多，改革并没有取得预期的效果。

对于20世纪60年代的这次大规模的科学课程改革，普遍的看法是：改革是失败的、令人失望的。20世纪70年代以来科学教育界开始对这次科学课程改革进行了反思和探讨，他们认为这次课程改革失败原因在于：课程难度偏大，重提高而忽视了普及；重视各个学科的课程建设而忽视了教育理论在课程发展中的指导作用；重视一些专家和学者的作用，忽视了教师的参与；课程改革并没有基于科学观的更新上，新课程的科学观依然是过时的或哲学抛弃的，同时教师的科学观也没有得到更新等。

20世纪70年代以后科学课程的改革进入了一个相对低潮期，但是随着全球科学技术的进步和经济发展以及伴随而来生态环境恶化等新问题的产生，促使人们对科学教育的本身进行进一步的反思。在这种背景下，出现了STS（科学、教育与社会）教育理念，强调提出了科学素养口号，兴起了环境教育等等。此外，在这个时期也出现了一些有益的尝试，提出了综合科学教育（intergrated science education）的概念。另外在一些国家和地区也出现了以这种理念为基础的综合科学课程，比如美国的《个别化科学教学系统》、英国的《纳菲尔德科学教学计划》以及澳大利亚的《澳大利亚科学教育计划》等。